Question

多线程对一段代码加锁后，代码中函数中的变量是否也同样被加锁？

菜鸟入门，有些疑问请大家指点一下：
多线程对一段代码进行加锁，而这段代码调用了很多函数，那么请问：
加锁的意义是说：只有当这一段代码完全执行后，才能执行其他线程吗？
可以对某个全局变量加锁吗？还是说只能对某个代码段进行加锁？

Answer 1

从计算机程序执行机制上说，其实只有变量可以加锁，而语言里面的所谓对代码段加锁，实际上也是由编译器或执行器自动生成一个临时变量用来加锁。加锁的意思是，如果某个线程锁住了某个变量，在他解锁那个变量之前，其他线程要想锁那个变量就会被阻塞。代码段加锁其实就是在那段代码开始的地方锁住了一个临时变量，到那段代码结束的时候再解锁，就可以防止别的线程与自己同时执行那段代码。但这不包括在那段代码中调用的函数，访问的变量，以及被调用的函数中的变量，因为你只锁了那个自动生成的临时变量，如果有别的程序通过别的代码段访问了中间的那些函数或者变量，是不受此限制的。

追问

那么请问C++中可以锁定某个全局变量，使得同时只有一个线程可以访问？

追答

怎么说呢，所谓的被锁定的变量，在操作系统中其实是一些系统对象，比如semaphore，到底可以用什么对象跟用的操作系统有关，不过一般的操作系统都支持semaphore，这个跟操作系统原理里面说的是一致的，只是不同的系统调用的函数不一样，c++当然是可以用semaphore来加锁解锁的。之所以跟你说是锁变量，是因为我用java比较多，一下就想到那个上面去了，java是用变量（还是有点别扭，其实就是对象，比如object）来锁的，因为java的跨平台性，他并没有让你直接访问操作系统里面的某些概念。所以这里的“访问”需要明确一下，锁这个动作在同一时间是只有一个线程可以做的，但是访问变量本身是不受此限制的，锁只是通过变量传递到了比如说semaphore这种操作系统对象上，而不是把变量本身给锁了。

追问

谢谢您的回答，我还有一个问题：程序中需要在多个地方对全局变量进行操作，我该如何保证这个全局变量只能被一个线程访问呢？

追答

你不能保证这个全局变量（的那块内存）在全系统范围内只被一个线程访问，如果要保证那个还需要整个系统的某种机制，但是你可以保证在你的程序中同时只有一个线程访问，因为你的程序都是你写的，很简单的做法就是，你保证你只有一个函数访问那个全局变量，并且在那个函数开头加锁，结尾解锁，这算是你的程序中对那个全局变量访问方式的一种约定。当然如果你写的是一个library，光是这样你还是无法保证使用你的library的外部程序不会绕过那个函数直接访问那个全局变量，这时候一个是可以通过改变那个变量的可见性，比如让他成为private成员，或者在c语言中使用static关键字来使他只能被当前的代码文件访问，这种限制是通过编译器来保证的。但是同样，如果别人不遵守语言的规定，比如直接通过内存地址，或者其他一些低层次的方式访问它你就无能为力了。所以一般情况下我们能做的是产生一种约定，只保证愿意遵守这种约定的程序不会因为bug或者什么原因而做了预想外的访问。